[实用新型]液流连续电化学还原氧化石墨烯制备还原石墨烯用的阳极

说明书

本实用新型提供一种液流连续电化学还原氧化石墨烯制备还原石墨烯用的阳极，包括阳极绝缘支撑框架、阳极板、滤层、阳极导电杆和阳极导气管；阳极绝缘支撑框架分隔成阳极安装室、阳极气室和阳极电解液流通通道，阳极安装室内安装阳极板，其正对阳极板板面的两侧均通过滤层封装，阳极板与滤层间隔设置，其上设置阳极导电杆，阳极导电杆的一端位于阳极绝缘支撑框架的外侧；阳极气室设置在阳极安装室的顶部，其底部与阳极安装室连通，阳极气室的上部连通有阳极导气管，阳极导气管安装在阳极绝缘支撑框架上。该阳极可以很好的隔绝电化学反应过程产生的氧气，使得氧气不外溢，避免氧气与电化学反应中还原后的石墨烯接触反应，从而综合提高还原的效率。

技术领域

本实用新型涉及还原氧化石墨烯制备领域，特别涉及一种液流连续电化学还原氧化石墨烯制备还原石墨烯用的阳极。

背景技术

石墨烯是一种二维单原子层蜂窝状结构的碳纳米材料，特殊的结构使其具有优异的理化特性，高导热性、高导电性、机械强度大等。在生物医药、复合材料、电子器件、储能器件、环境治理中有着广泛的应用前景。

目前，氧化还原法是目前制备石墨烯的主要方法，但是制备过程中必须使用强氧化性试剂对原料石墨进行氧化处理，导致石墨烯结构中引入大量含氧官能团，从而严重降低了石墨烯的导电、导热性能。通常需要对氧化石墨烯进行还原处理才能获得品质优异的石墨烯，并满足实际应用场景需求。现有氧化石墨烯的还原方法主要有热还原法、化学还原法、电化学还原法。热还原法高效且还原效率高，但是需要1000℃高温条件，耗能大，且热还原必须采用氧化石墨烯粉体为原料，前端生产工序繁琐。化学还原法通常采用还原性试剂与氧化石墨烯反应得到还原石墨烯，所用的还原剂通常为肼及其衍生物、硼氢化钠、溶剂热还原，生产周期长，残留物质不易除去，存在环境不友好的问题。电化学还原法是近年来兴起的一种石墨烯还原技术，通过电化学还原方式移除氧化石墨烯结构上的含氧官能团。这种方法工艺简单，且无需使用特殊化学试剂，过程绿色环保无污染。然而，目前现有的电化学还原氧化石墨烯通常将石墨烯旋涂或沉积在电极上制成石墨烯膜电极进行电化学还原，这样还原得到的石墨烯不仅产量低，且仅适用于一些特定的场所，如传感器。也有少量的技术报道采用液相电化学还原氧化石墨烯，但通常采用化学试剂或者强酸脱水为主，电化学还原为辅的结合方式来制备还原氧化石墨烯，该方式仍然存在清洗困难、成本高、潜在环境污染等问题。因此，迫切需要开发一种用于低成本、高效率、绿色环保的规模化电化学还原制备石墨烯技术。

而我们知道，电化学还原反应中，电极是放置在电解槽中，阳极和阴极直接暴露在电解槽的电解液中，反应时，阴阳极所产生的气体直接逸出，电解槽中的电解液流动时，经阴极反应后的还原石墨烯接触到阳极，就容易与阳极产生的阳极气体反应氧化，大大降低了石墨烯的还原效果。另外，基于扰动原理，扰动越大，反应越充分，还原氧化石墨烯也同样适用于该原理，但是，由上文可知，扰动剧烈时，还原后的石墨烯同样会与阳极气体反应，从而影响石墨烯还原效果。因此，现有的电化学反应装置及其所用的电极并不适用于扰动较强的电化学反应还原氧化石墨烯，特别是液相流动连续电化学还原方式(下文简称：液流连续电化学还原)，有必要开发一种液流连续电化学还原氧化石墨烯制备还原石墨烯用的阳极，以隔绝阳极气体与还原后的石墨烯反应，同时，该阳极还能够防止电化学反应过程阳极产生的氧气与阴极产生的氢气混合，以及，防止阳极与阴极在电解槽中因浆料中的石墨烯存在而相互导通，并因此发生短路现象。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种液流连续电化学还原氧化石墨烯制备还原石墨烯用的阳极，该阳极可以很好的隔绝电化学反应过程产生的氧气，使得氧气不外溢，从而不与电化学反应中还原后的石墨烯接触反应，提高还原的效率。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：